山東濟(jì)寧永恒能源集團(tuán)鋁型材分公司

鋁合金型材是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶，建筑，裝修。及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。
鋁合金型材簡(jiǎn)介
鋁合金型材是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機(jī)械制造、船舶，建筑，裝修。及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來(lái)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)之一。
鋁合金型材性能
純鋁的密度?。é?2.7g/cm3），大約是鐵的1/3，熔點(diǎn)低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材，抗腐蝕性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，退火狀態(tài)σb值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過(guò)長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來(lái)強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，σb值分別可達(dá)24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值σb/ρ）勝過(guò)很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。
一般來(lái)講，工業(yè)用鋁合金型材是指除建筑門窗、幕墻及室內(nèi)外裝飾用鋁型材以外的所有鋁擠壓型材。鋁合金型材大多數(shù)工業(yè)用鋁擠壓型材對(duì)型材斷面、合金材料和性能都有特殊要求，并廣泛應(yīng)用于機(jī)器制造業(yè)、電子電器業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)和輕工業(yè)。
工業(yè)用鋁型材主要為2XXX?、5XXX?、6XXX和7XXX?系合金，熱處理狀態(tài)大多為T4?、T5和T6，絕大多數(shù)產(chǎn)品不需要表面處理，但對(duì)合金成分、尺寸精度、機(jī)械性能和表面質(zhì)量等有嚴(yán)格要求，屬鋁擠壓型材領(lǐng)域內(nèi)的高技術(shù)含量產(chǎn)品，對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備有較高的要求。發(fā)達(dá)國(guó)家工業(yè)用鋁擠壓材占整個(gè)鋁擠壓材產(chǎn)量的比例較高（表1?)?，而工業(yè)用鋁擠壓材中鋁型材占半數(shù)以上。?
工業(yè)鋁型材的發(fā)展趨勢(shì) 在結(jié)構(gòu)、裝飾和功能方面，鋁合金型材是一種永不衰敗的材料。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各種大型扁寬、薄壁、高精、復(fù)雜的實(shí)心和空心型材應(yīng)運(yùn)而生，成為許多重要領(lǐng)域，如航天航空、交通運(yùn)輸、現(xiàn)代汽車、電子電器、艦船兵器、空調(diào)散熱器、電力能源、石油化工、機(jī)械制造等部門的首選材料。鋁合金大、中型工業(yè)用的結(jié)構(gòu)型材是當(dāng)今世界短缺緊俏商品之一。由于供不應(yīng)求，設(shè)計(jì)者和使用者不得不采用幾根小型材接合成大、中型材或者改用木材、塑料、鋼鐵、銅材來(lái)代替，造成能源浪費(fèi)、環(huán)境污染、成本增高，影響了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了改變這種局面，各國(guó)紛紛斥巨資新建或擴(kuò)建35MN以上的大、中型擠壓生產(chǎn)線，21世紀(jì)是大擠壓機(jī)和鋁合金大、中型擠壓材發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。 
我國(guó)鋁合金型材行業(yè)經(jīng)過(guò)20多年的快速發(fā)展，生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平有了很大的提高，目前世界上先進(jìn)的鋁合金型材生產(chǎn)工藝及設(shè)備在國(guó)內(nèi)大都能找到，如氣滑鑄造、矮結(jié)晶器鑄造、大噸位雙動(dòng)油壓擠壓機(jī)、大噸位反向油壓擠壓機(jī)等。但是，某些企業(yè)雖然擁有非常先進(jìn)的擠壓生產(chǎn)線，但熔鑄設(shè)備、熱處理設(shè)備、模具加工設(shè)備落后，或者生產(chǎn)裝備不配套，不適合生產(chǎn)工業(yè)用鋁型材。工業(yè)用鋁型材的特點(diǎn)是合金牌號(hào)多、一次汀貨量少，然而許多企業(yè)沒(méi)有專門適合于這種特點(diǎn)的熔鑄設(shè)備，仍然使用生產(chǎn)建筑鋁型材的熔鑄設(shè)備來(lái)組織生產(chǎn)，不僅有諸多不便，而且生產(chǎn)成本高。有的企業(yè)熱處理設(shè)備不配套，很難保證產(chǎn)品質(zhì)量和成品率。凡此等等，都在制約著我國(guó)工業(yè)用鋁擠壓型材的生產(chǎn)和技術(shù)水平的提高。生產(chǎn)工業(yè)鋁型材除要求有先進(jìn)的主機(jī)設(shè)備外，對(duì)后部設(shè)備的要求也較高，重點(diǎn)體現(xiàn)在熱處理設(shè)備和精整矯直設(shè)備上。先進(jìn)高效的熱處理設(shè)備是型材力學(xué)性能滿足要求，縮短擠壓工時(shí)，提高生產(chǎn)效率的保證。熱處理設(shè)備包括在線精密水、霧、氣淬火裝置、淬火爐、時(shí)效爐等。精整矯直設(shè)備是型材的尺寸及形位公差達(dá)標(biāo)的重要保證，鋁合金型材主要有拉伸矯直設(shè)備、輥式矯直設(shè)備等。隨著鋁合金型材的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)越來(lái)越多地受到重視，最近幾年一些企業(yè)正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)設(shè)備配套齊全的以生產(chǎn)工業(yè)用鋁型材為主的車間或生產(chǎn)線，這些項(xiàng)目的建成投產(chǎn)將會(huì)大大提高我國(guó)工業(yè)用鋁型材的生產(chǎn)技術(shù)水平。?3.2?擠壓工藝及熱處理工藝生產(chǎn)工業(yè)用鋁合金型材所用的鑄錠要求比較嚴(yán)格，需要經(jīng)過(guò)均勻化處理，使鑄錠中的不平衡共晶組織在基體中分布趨于均勻，過(guò)飽和固溶元素從固溶體中析出，以達(dá)到消除鑄造應(yīng)力，提高鑄錠塑性，減小變形抗力，改善加工產(chǎn)品的組織和性能。鋁合金擠壓型材的生產(chǎn)工藝合理與否是保證型材達(dá)到力學(xué)性能設(shè)計(jì)指標(biāo)的關(guān)鍵因素，同時(shí)也是型材形位偏差的決定性因素。特別是在超長(zhǎng)（近30m?長(zhǎng)）、寬截面、嚴(yán)公差的車體型材中，擠壓工藝的合理性顯得更為重要。擠壓工藝參數(shù)包括鑄錠的加熱溫度、擠壓速度、工模具的加熱溫度等等，合理的工藝是獲得優(yōu)良組織和性能的重要保證。同時(shí)，熱處理工藝參數(shù)對(duì)型材的性能也有著重要的影響，為了獲得高的力學(xué)性能，必須采用冷卻強(qiáng)度較大，或冷卻強(qiáng)度可調(diào)節(jié)的在線精密水、霧、氣淬火裝置。當(dāng)淬火溫度較低或淬火冷卻強(qiáng)度不夠時(shí)，型材會(huì)淬不上火或者力學(xué)性能達(dá)不到要求；而當(dāng)人水溫度過(guò)高或淬火冷卻強(qiáng)度過(guò)大時(shí)，整個(gè)型材就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的扭曲或者彎曲變形，以致在以后的拉矯或輥矯時(shí)很難矯正過(guò)來(lái)。因此，在線精密淬火裝置的設(shè)計(jì)、制造和淬火工藝的控制是十分重要的。對(duì)于不同合金、不同形狀、不同壁厚的型材必須嚴(yán)格控制鑄錠加熱溫度、擠壓速度、擠壓出口溫度、型材人水溫度、水壓、水量、淬火槽出口溫度等十幾個(gè)工藝參數(shù)才能達(dá)到目的。時(shí)效工藝的也在很大程度上影響著型材的各種性能，有時(shí)甚至起著關(guān)鍵的作用。